[发明专利]一种联合路由优化的能量补充装置及其能量补充方法

说明书

本发明属于物联网技术领域，尤其涉及一种联合路由优化的能量补充装置及其能量补充方法。联合路由优化的能量补充装置包括：链路状态获取器：用于获取节点之间链路状态信息；节点位置获取器：用于获取节点的位置信息；路径编码器：基于获取的链路状态信息与节点位置，对物联网间的通信路径以树的方式进行遗传编码；遗传路径进化器：以遗传算法的方式对物联网的通信路径进行优化，构建最优路由树；充电方式输出器：用于输出最优无线充电车WCV的移动路径；最优路径输出器：用于输出该物联网的最优数据路由路径。同时还提供了联合路径优化的能量补充方法。本发明得到的最优的充电路径，具有更高的能量补充效率。

技术领域

本发明属于物联网技术领域，尤其涉及一种联合路由优化的能量补充装置及其能量补充方法。

背景技术

物联网具有非常广阔的应用前景，目前在军事侦察、医疗监护、环境监测、交通管理等多个领域都广泛使用，是目前受到关注的研究热点。在户外及一些复杂应用环境中，物联网节点一般通过飞机播撒、炮弹弹射或人工埋置的方式部署到监测区域中，节点部署结束后通过自组织多跳方式的构成网络。由于节点的能量有限性，当一些节点耗尽能量，网络就会碎片化并且一些传感区域的数据就不再提取上传。如何尽可能延长网络的工作时间成为物联网研究的关键性问题。

近年来，人们对延长物联网的寿命进行了广泛的研究。常规的研究一般集中在节能技术的研究，分别从物联网节点和网络两方面来减少物联网中的能耗，如设计低功耗的硬件体系结构，低复杂度的软件实现，能量有效的无线通信，动态路由技术和移动的数据采集等。虽然这些解决方案能够有效地延长网络寿命，网络寿命仍取决于有限的电池能量。另一类解决方案是利用能量补充方法来缓解物联网的能源使用限制。近年来在无线能量传输方面的进展，使电能的高效转移成为可能。无线能量传输已被用来给小型电器充电，最新的进展也展示了中等长度范围无辐射能量传输的应用前景。使具有磁性的感应线圈工作在相同的频率，那么他们会通过非辐射性的磁感应耦合产生强烈的共振耦合，在共振耦合下，将能量高效率地从源线圈传送到接收线圈，同时损失到外界的能量也很小。与电磁辐射方法相比，磁共振耦合能够在全向和非视距情况下提供更高的能量传送效率，而且受周围环境影响较小。目前，市场上已经有使用中等长度范围无线能量传输的商业产品。无线能量传输技术的发展已经为物联网节点的能量补充方面提供了一种新可行方法，正引起广泛的关注。

虽然已有一些研究工作开始研究物联网的能量补充机制，然而，当前的能量补充方法均缺乏对物联网数据传输机制的考虑，并且现有技术中存在能量补充效率低的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种联合路由优化的能量补充装置，能够解决现有技术中物联网能量补充方式存在的补充效率低的问题。

本发明的再一个目的在于提出一种联合路径优化的能量补充方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种联合路由优化的能量补充装置，其包括：

链路状态获取器：用于获取节点之间链路状态信息；

节点位置获取器：用于获取节点位置信息；

路径编码器：基于获取的链路状态信息与节点位置信息，对物联网间的通信路径以树的方式进行遗传编码；

遗传路径进化器：以遗传算法的方式对物联网的通信路径进行优化，构建最优路由树；

充电方式输出器：用于输出物联网中最优无线充电车WCV的移动路径；

最优路径输出器：用于输出该物联网的最优数据路由路径。

作为上述联合路由优化的能量补充装置的一种优选方案，所述该遗传路径进化器包括：